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PCB設計之導電孔塞孔工藝

導電孔Via hole又名導通孔，為了達到客戶要求，導通孔必須塞孔，經(jīng)過大量的實踐，改變傳統(tǒng)的鋁片塞孔工藝，用白網(wǎng)完成板面阻焊與塞孔。生產(chǎn)穩(wěn)定，質量可靠。

Via hole導通孔起到線路互相連結導通的作用，電子行業(yè)的發(fā)展，同時也促進PCB的發(fā)展，也對印制電路板制作工藝和SMT表面貼裝技術提出更高要求。Via hole塞孔工藝應運而生，同時應滿足下列要求：

1、導通孔內(nèi)有銅即可，阻焊可塞可不塞；

2、導通孔內(nèi)必須有錫鉛，有一定的厚度要求（4微米），不得有阻焊油墨入孔，造成孔內(nèi)藏錫珠；

3、導通孔必須有阻焊油墨塞孔，不透光，不得有錫圈，錫珠以及平整等要求。

 

隨著電子產(chǎn)品向“輕、薄、短、小”方向發(fā)展，PCB也向高密度、高難度發(fā)展，因此出現(xiàn)大量SMT、BGA的PCB，而客戶在貼裝元器件時要求塞孔，主要有五個作用：

1、防止PCB過波峰焊時錫從導通孔貫穿元件面造成短路；特別是我們把過孔放在BGA焊盤上時，就必須先做塞孔，再鍍金處理，便于BGA的焊接。

2、避免助焊劑殘留在導通孔內(nèi)；

3、電子廠SMT表面貼裝以及元件裝配完成后PCB在測試機上要吸真空形成負壓才完成；

4、防止表面錫膏流入孔內(nèi)造成虛焊，影響貼裝；

5、防止過波峰焊時錫珠彈出，造成短路。

 

導電孔塞孔工藝的實現(xiàn)

對于SMT表面貼裝板，尤其是BGA及IC的貼裝對導通孔塞孔要求必須平整，凸凹正負1mil，不得有導通孔邊緣發(fā)紅上錫；導通孔藏錫珠，為了達到客戶的要求，導通孔塞孔工藝可謂五花八門，工藝流程特別長，過程控制難，時常有在熱風整平及綠油耐焊錫實驗時掉油；固化后爆油等問題發(fā)生。現(xiàn)根據(jù)生產(chǎn)的實際條件，對PCB各種塞孔工藝進行歸納，在流程及優(yōu)缺點作一些比較和闡述：

注：熱風整平的工作原理是利用熱風將印制電路板表面及孔內(nèi)多余焊料去掉，剩余焊料均勻覆在焊盤及無阻焊料線條及表面封裝點上，是印制電路板表面處理的方式之一。

一 、熱風整平后塞孔工藝

　　此工藝流程為：板面阻焊→HAL→塞孔→固化。采用非塞孔流程進行生產(chǎn)，熱風整平后用鋁片網(wǎng)版或者擋墨網(wǎng)來完成客戶要求所有要塞的導通孔塞孔。塞孔油墨可用感光油墨或者熱固性油墨，在保證濕膜顏色一致的情況下，塞孔油墨最好采用與板面相同油墨。此工藝流程能保證熱風整平后導通孔不掉油，但是易造成塞孔油墨污染板面、不平整。客戶在貼裝時易造成虛焊（尤其BGA內(nèi)）。所以許多客戶不接受此方法。

　

二 、熱風整平前塞孔工藝

2.1用鋁片塞孔、固化、磨板后進行圖形轉移

此工藝流程用數(shù)控鉆床，鉆出須塞孔的鋁片，制成網(wǎng)版，進行塞孔，保證導通孔塞孔飽滿，塞孔油墨塞孔油墨，也可用熱固性油墨，其特點必須硬度大，樹脂收縮變化小，與孔壁結合力好。工藝流程為：前處理→ 塞孔→磨板→圖形轉移→蝕刻→板面阻焊　

　用此方法可以保證導通孔塞孔平整，熱風整平不會有爆油、孔邊掉油等質量問題，但此工藝要求一次性加厚銅，使此孔壁銅厚達到客戶的標準，因此對整板鍍銅要求很高，且對磨板機的性能也有很高的要求，確保銅面上的樹脂等徹底去掉，銅面干凈，不被污染。許多PCB廠沒有一次性加厚銅工藝，以及設備的性能達不到要求，造成此工藝在PCB廠使用不多。

　　

2.2 用鋁片塞孔后直接絲印板面阻焊

　　此工藝流程用數(shù)控鉆床，鉆出須塞孔的鋁片，制成網(wǎng)版，安裝在絲印機上進行塞孔，完成塞孔后停放不得超過30分鐘，用36T絲網(wǎng)直接絲印板面阻焊，工藝流程為：前處理——塞孔——絲印——預烘——曝光一顯影——固化　

　用此工藝能保證導通孔蓋油好，塞孔平整，濕膜顏色一致，熱風整平后能保證導通孔不上錫，孔內(nèi)不藏錫珠，但容易造成固化后孔內(nèi)油墨上焊盤，造成可焊性不良；熱風整平后導通孔邊緣起泡掉油，采用此工藝方法生產(chǎn)控制比較困難，須工藝工程人員采用特殊的流程及參數(shù)才能確保塞孔質量。

 

2.3 鋁片塞孔、顯影、預固化、磨板后進行板面阻焊。　　

用數(shù)控鉆床，鉆出要求塞孔的鋁片，制成網(wǎng)版，安裝在移位絲印機上進行塞孔，塞孔必須飽滿，兩邊突出為佳，再經(jīng)過固化，磨板進行板面處理，其工藝流程為：前處理——塞孔一預烘——顯影——預固化——板面阻焊　

　由于此工藝采用塞孔固化能保證HAL后過孔不掉油、爆油，但HAL后，過孔藏錫珠和導通孔上錫難以完全解決，所以許多客戶不接收。

 

2.4 板面阻焊與塞孔同時完成。　

此方法采用36T（43T）的絲網(wǎng)，安裝在絲印機上，采用墊板或者釘床，在完成板面的同時，將所有的導通孔塞住，其工藝流程為：前處理--絲印--預烘--曝光--顯影--固化

　　此工藝流程時間短，設備的利用率高，能保證熱風整平后過孔不掉油、導通孔不上錫，但是由于采用絲印進行塞孔，在過孔內(nèi)存著大量空氣，在固化時，空氣膨脹，沖破阻焊膜，造成空洞，不平整，熱風整平會有少量導通孔藏錫。目前，我公司經(jīng)過大量的實驗，選擇不同型號的油墨及粘度，調(diào)整絲印的壓力等，基本上解決了過孔空洞和不平整，已采用此工藝批量生產(chǎn)。

塞孔制程對PCB的要求

項目	參數(shù)	備注
板厚要求	>1.0mm
塞油孔孔徑	<0.6mm	主要由油墨性能決定。當塞油孔孔徑為0.6-0.8mm時應允許少量裂孔
塞油孔開窗	對于塞油孔要求雙面均tenting	對于單面開窗的塞油孔無法保證100%塞滿（不裂孔）。